金剛石復合片

當前金剛石復合片發(fā)展的方向主要有：

1、聚晶金剛石層不斷加厚，由最初的不足1mm發(fā)展到現(xiàn)在的2-4mm，產品的壽命也隨之提高。

2、金剛石晶粒越來越細，耐磨性和抗沖擊性綜合性能提高。

3、通過優(yōu)化工藝或脫Co、增加耐熱層等工藝，提高熱穩(wěn)定性。4、界面結構的優(yōu)化，改善界面應力。

5、產品直徑不斷加大，提高合成效率。

6、改善燒結效果，減小性能差異。

人造金剛石復合片是超硬材料類，這個超字不具體，范圍很廣。超硬材料就是洛氏硬度（HR），布氏硬度（HB），維氏硬度（HV）很高的材料。一般的45#剛HR是30-60，最硬的天然金剛石。這個概念涵蓋范圍很廣，高硬度鋼、高硬度陶瓷、人造鉆石等等都可以算。隨著技術的進步，目前行業(yè)內研發(fā)出了新型金剛石復合片，有屋脊型，鋼盔型，面包片等以下列異形片，在不影響磨耗比的情況下大大提高了金剛石復合片的抗沖擊韌性，推動了金剛石復合片技術上升了一個新臺階。2100433B

是一種金剛石和硬質合金基體組成的復合材料，具有硬度高、耐磨性好的特點，廣泛應用于石油鉆井、地質勘探、煤田鉆采鉆頭上和機械加工工具等行業(yè)。

鉆采類金剛石復合片：適用于軟到中硬地質鉆井，具有較高的抗沖擊韌性和熱穩(wěn)定性，耐熱溫度可達750℃（兩分鐘），此類產品備有平面及多種槽面結合型，并可根據用戶需要設計槽型、研磨、拋光、倒角等，可提供特殊形狀的產品。

機械刀具類金剛石復合片：適用于切削高硬度合金、木材、陶瓷等非金屬、非鐵金屬及其他金屬的切削及加工，具有較高的硬度與耐磨性，切削精度高，同時可根據用戶需要，將產品加工成長方形、三角形、扇形等形狀，可用于制作耐磨器件、鉆頭、頂尖及鉆頭齒（有球面形、錐形）等。

國內專業(yè)生產金剛石復合片的公司主要有河南亞龍等，通過引進國際先進技術，加強自身技術開發(fā)力量培養(yǎng)，采用新型高效觸媒以及新工藝，生產的金剛石復合片具有多種齒型結構，界面結合牢固、均勻，有較高的耐磨性、熱穩(wěn)定性和較強的抗沖擊韌性等特點。

PDC鉆頭是當今石油和天然氣勘探開發(fā)行業(yè)廣泛使用的一種破巖工具，它有效地提高了機械鉆具，縮短了鉆井周期 。

金剛石復合片（PDC—Polycrystalline DiamondCompact）是采用金剛石微粉與硬質合金襯底為原料，在超高壓高溫條件下燒結而成的復合超硬材料，它既具有金剛石的硬度與耐磨性，又具有硬質合金的強度與抗沖擊韌性，是一種卓越的切削工具與耐磨工具材料，現(xiàn)已廣泛地應用于金屬與非金屬切削刀具、木材加工刀具、石油與天然氣鉆頭等許多領域。PDC研發(fā)及其在石油、天然氣鉆頭方面的應用歷史已過去了35年，在這漫長的旅程中許多科學研究者為此作出了杰出的貢獻。

在PDC研發(fā)方面，GE公司1970年公布，1972～1973年正式進行商品化生產的Compax具有劃時代意義，而該公司1976年叉推出了專用于石油、天然氣的PDC系列產品——Stratapax鉆井鉆頭用PDC，為鉆頭的研制提供了良好的基礎。自此以后許多PDC制造公司在技術創(chuàng)新上也取得了重大進展，其中美國合成公司（US Synthetic）制造的金剛石層更厚、更耐沖擊的PDC于20世紀90年代中期進入鉆井市場后，使PDC鉆頭的鉆井效果顯著提高。1997年該公司即成為了市場份額的領頭羊。

我國鄭州三磨所于1987年研制成功PDC并逐步進入鉆井市場，雖然產品性能還不完美，但其卻以極低廉的價格贏得了我國剛起步的鉆頭制造業(yè)的青睞。

1992年鄭州新亞復合超硬材料有限公司建成投產后，對PDC的制造技術作了持續(xù)不斷的改進，使PDC的性能有了長足的進步。

PDC石油、天然氣鉆頭的開發(fā)與應用也可追溯到30多年前，1973年Tulsa大學鉆井研究中心與GE公司所進行的最初的平面PDC鉆頭設計以及在美國幾大油田進行的幾次現(xiàn)場鉆井試驗具有開創(chuàng)性、里程碑性的重大意義。自此以后，鉆頭制造商也不斷在鉆頭設計、制造與使用諸多方面作了不懈的努力和持續(xù)的改進，才得以使PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井中廣泛推廣，并給PDC及其鉆頭制造業(yè)、石油與天然氣開采業(yè)帶來豐厚的經濟回報。

1985年我國四川石油管理局與美國克里斯坦森（Eastman Christensen）公司合資建立了川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司。

1994年新疆石油管理局與Halliburtos的secarity DBS公司合資建立了新疆一帝陛艾斯鉆頭工具公司，這兩家企業(yè)都利用了國外成熟的PDC鉆頭制造技術，有力地促進了我國PDC鉆頭的制造與應用技術的進步、促進了PDC鉆頭在我國各大油田的推廣和普及 。

該鉆頭整體沒有活動的零部件，結構比較簡單，是20世紀80年代世界鉆井三大新技術之一?，F(xiàn)場使用證明，金剛石復合片鉆頭在軟-中硬地層中鉆進時，有速度快、進尺多、壽命長、工作平穩(wěn)、井下事故少、井身質量好等優(yōu)點。并且相對于金剛石鉆頭具有成本低，適用范圍廣等優(yōu)勢。

國內金剛石復合片鉆頭的研究應用最初由西安煤科院研發(fā)設計，經過多年的發(fā)展，復合片鉆頭無論是質量還是應用范圍都取得了巨大的改進。

1、力平衡設計使鉆頭具有良好的導向性，適應配合井下馬達應用于定向鉆井，具有較小的徑向震動；

2、不同結構的專利PDC復合片在鉆頭不同位置的合理布置使鉆頭具有較強的攻擊性和抗研磨性；

3、強攻擊性設計可使鉆頭獲得較高的機械鉆速；

4、在巖層中的鉆進能力是普通合金鉆頭的10-30倍，提高了作業(yè)效率；

5、因為PDC鉆頭的材料主要為鑄造碳化鎢和金剛石復合片，所以它壽命長，價值高。